Phần tử cảm biến ô tô, cấu tạo và nguyên lý hoạt động

C¶m biÕn ®o l¬u l¬îng khÝ n¹p §Ó x¸c ®Þnh l¬îng khÝ n¹p ( l¬îng giã ) ®i vµo xylanh trong L Jetronic, ng¬êi ta sö dông c¸c lo¹i c¶m biÕn kh¸c nhau, nh¬ng ta cã thÓ ph©n lo¹i nh¬ sau : A. C¶m biÕn ®o giã kiÓu c¸nh tr¬ît ( ®êi 80 ®Õn 95) §o l¬u l¬îng khÝ n¹p víi thÓ tÝch dßng khÝ (C¸nh tr¬ît, kaman) vµ ®o l¬u l¬îng b»ng khèi l¬îng dßng khÝ ( d©y nhiÖt ) C¶m biÕn ®o giã kiÓu c¸nh tr¬ît ®¬îc sö dông trªn hÖ thèng LJectronic ®Ó nhËn biÕt thÓ tÝch n¹p ®i vµo xy lanh ®éng c¬. Nã lµ mét trong nh÷ng c¶m biÕn quan träng nhÊt. TÝn hiÖu thÓ tÝch giã ®¬îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n k¬îng x¨ng phun c¬ b¶n vµ gãc ®¸nh löa sím c¬ b¶n. Ho¹t ®éng cña nã dùa vµo nguyªn lý dïng ®iÖn ¸p kÕ cã ®iÖn trë thay ®æi kiÓu tr¬ît

5.3 Các loại cảm biến 5.3.1 Cảm biến đo lưu lượng khí nạp Để xác định lượng khí nạp ( lượng gió ) vào xylanh L - Jetronic, người ta sử dụng loại cảm biến khác nhau, ta phân loại sau : A Cảm biến đo gió kiểu cánh trượt ( đời 80 đến 95) Đo lưu lượng khí nạp với thể tích dòng khí (Cánh trượt, kaman) đo lưu lượng khối lượng dòng khí ( dây nhiệt ) Cảm biến đo gió kiểu cánh trượt sử dụng hệ thống L-Jectronic để nhận biết thể tích nạp vào xy lanh động Nó cảm biến quan trọng Tín hiệu thể tích gió sử dụng để tính toán kượng xăng phun góc đánh lửa sớm Hoạt động dựa vào nguyên lý dùng điện áp kế có điện trở thay đổi kiểu trượt a Cấu tạo nguyên lý hoạt động Bộ đo gió kiểu trượt bao gồm cánh đo gió giữ lò xo hoàn lực, cánh giảm chấn, buồng giảm chấn, cảm biến không khí nạp, vít chỉnh cầm chừng , mạch gió phụ, điện áp kế kiểu trượt gắn đồng trục với cánh đo gió công tắc bơm xăng Lượng gió vào động nhiều hay tuỳ thuộc vào vị trí cánh bướm ga tốc độ động Khi khí nạp qua đo gió từ lọc gió mở dần cánh đo Khi lực tác động lên cánh đo cân với lực lò xo cánh đo đứng yên Cánh đo điện áp kế thiết kế đồng trục nhằm mục đích chuyển góc mở cánh đo gió thành tín hiệu điện áp nhờ điện áp kế b Vít chỉnh hỗn hợp cầm chừng ( vít chỉnh CO ) Bộ đo gió có mạch gió: mạch gió qua cánh đo gió mạch gió rẽ qua vít chỉnh CO Lượng gió qua mạch rẽ tăng làm giảm lượng gió qua cánh đo gió Vì thế, góc mở cánh đo gió nhỏ lại ngược lại Vì lượng xăng phun phụ thuộc vào góc mở cánh đo gió, nên tỉ lệ xăng khí thay đổi cách điều chỉnh lượng gió qua mạch rẽ Nhờ chỉnh tỉ lệ hỗn hợp mức cầm chừng thông qua vít CO nên thành phần % CO khí thải điều chỉnh Tuy nhiên, điều thực tốc độ cầm chừng cánh đo gió đà mở lớn, lượng gió qua mạch rẽ ảnh hưởng đến lượng gió qua mạch Trên thực tế, người ta điều chỉnh hỗn hợp cách thay đổi sức căng lò xo c Buồng giảm chấn cách giảm chấn Buồng giảm chấn cách giảm chấn có công dụng ổn định chuyển động cánh ®o giã Do ¸p lùc giã thay ®ỉi, c¸nh ®o gió bị rung, gây ảnh hưởng đến độ xác Để ngăn ngừa dao động cánh đo gió, người ta thiết kế cánh giảm chấn với cánh đo gió để dập tắt độ rung d Công tắc bơm nhiên liệu ( có xe Toyota ) Công tắc bơm nhiên liệu bố trí chung với điện áp kế Khi động chạy, gió hút vào nâng cánh đo gió lên làm công tắc đóng Khi động ngừng, lực gió tác động lên cánh đo làm cánh đo quay vị trí ban đầu khiến công tắc hở khiến bơm xăng không hoạt động dù công tắc máy vị trí ON Các loại xe khác không mắc công tắc điều khiển bơm đo gió kiểu cánh trượt e Mạch điện Có hai loại cảm biến đo gió cánh trượt khác chất mạch điện Loại 1: Điện áp VS tăng lượng khí nạp tăng chủ yếu dùng cho L Jetronic đời cũ Loại cung cấp điện áp accu 12V đầu VB VC có điện áp không đổi nhỏ Điện áp đầu VS tăng theo góc mở cánh đo gió ECU so sánh điện áp accu ( VB ) với độ chênh lệch điện áp VC VS để xác định lượng gió nạp theo công thøc: G= VB  VE VC  VS G: lượng gió nạp Nếu cực VC bị đoản mạch, lúc G tăng, ECU điều khiển lượng nhiên liệu phun cực đại, bất chấp thay đổi tín hiệu VS Điều có nghĩa là: động cầm chừng, nhiên liệu phun nhiều động bị ngộp xăng dẫn tới ngưng hoạt động Nếu cực VS bị đoản mạch, VC mức cực đại làm cho G giảm, lúc ECU điều khiển lượng phun nhiên liệu giảm có thay đổi tín hiệu VS Loại 2: Điện áp VS giảm lượng khí nạp tăng Loại ECU cung cấp điện áp 5V đến cực VC Điện áp VS thay đổi giảm theo góc mở cánh đo B Cảm biến đo gió dạng xoáy lốc ( Karman ) Nguyên lý làm việc * Các cảm biến loại dựa tượng vật lý sau Khi cho dòng khí qua vật thể cố định khó chảy vòng ( tạo xoáy Karman vortex ) phía sau xuất xự xoáy lốc thay tuần hoàn gọi xoáy lốc Karman Đối với ống dài vô tận có đường kính d, quan hệ tần số xoáy lốc f vận tốc dòng chảy V xác định số Struhall: S= f d V Trong hiƯu øng Karman nªu trªn, sè Struhall không đổi dải rộng số Reinolds, nên vận tốc dòng chảy hay lưu lượng khí qua tỉ lệ thuận với tần số xoáy lốc f xác định V cách đo f V= f d S Lý thut vỊ sù xo¸y lèc dòng khí ngang qua vật cản đà đưa Struhall từ năm 1878 Nhưng mÃi đến năm 1934, dụng cụ đo dựa lý thuyết chế tạo Ngày có nhiều sáng chế lĩnh vực ứng dụng để đo lưu lượng khí nạp hệ thông điều khiển phun xăng, khuôn khổ giáo trình khảo sát loại chính: loại Karman quang loại Karman siêu âm * Karman kiểu quang Là loại cảm biến đo lưu lượng gió kiểu quang đo trực tiếp thể tích khí nạp So với kiểu trượt, có ưu điểm nhỏ gọn nhẹ Ngoài ra, cấu trúc đường ống đơn giản giảm trở lực đường ống nạp Cấu tạo nguyên lý hoạt động: Cảm biến Karman quang có cấu tạo trình bày hình 6.11, bao gồm trụ đứng đóng vai trò tạo xoáy, đặt dòng khí nạp dòng khí qua, xoáy lốc hình thành phía sau tạo xoáy gọi dòng xoáy Karman Các dòng xoáy Karman theo rÃnh hướng làm rung gương mỏng phủ nhôm làm thay đổi hướng phản chiếu từ đèn LED đến photo transistor Như vậy, tần số đóng mở transistor thay đổi theo lưu lượng khí nạp Tần số f xác định theo c«ng thøc sau: f = S V d Trong ®ã: V: vËn tèc dßng khÝ d: ®­êng kÝnh èng S: số Struhall ( S = 0,2 cảm biến ) Căn vào tần số f, ECU xác định thể tích tương ứng không khí vào xylanh, từ tính lượng xăng phun cần thiết Khi lượng gió vào ít, gương rung photo transistor đóng mở tần số f thấp Ngược lại, lượng gió vào nhiều, gương rung nhanh tần số f cao Mạch điện *Bộ đo gió Karman kiểu siêu âm ( ultrasonic ) Cấu tạo Bộ đo gió Karman kiểu siêu âm sử dụng hệ thống LU - Jetronic ( Misubishi, Huyndai ) có cấu trúc tạo xoáy tương tự kiểu quang việc đo tần số xoáy lốc thực thông qua sang siêu âm Nó bao gồm phận sau: Lỗ định hướng : phân bố dòng khí vào Cục tạo xoáy : tạo dòng xoáy lốc Karman Bộ khuyếch đại : tạo sang siêu âm Bộ phát sóng : phát sang siêu âm Bộ nhận sóng : nhận sóng siêu âm Bộ điều chỉnh xung : chuyển đổi sóng siêu âm đà nhận thành xung điện dạng số Phương pháp đo gió Khi dòng khí qua cục tạo xoáy dạng cột với mặt cắt hình tam giác, tạo dòng xoáy ngược chiều nhau: dòng theo chiều kim đồng hồ dòng ngược chiều kim đồng hồ ( dòng xoáy Karman ) Tần số xuất dòng xoáy tỉ lệ thuận với lưu lượng khí nạp tức phụ thuộc độ mở cánh bướm ga Khi dòng qua cục tạo xoáy phát dòng xoáy Karman, sóng siêu âm lan từ phận phát sóng ( loa ) ®Õn bé nhËn sãng ( micro ) mét thêi gian cố định T dùng làm thời gian chuẩn để so Sóng siêu âm gặp dòng xoáy theo chiỊu kim ®ång hå ®i qua sÏ trun ®Õn bé phận nhanh tức thời gian để sóng siêu âm qua đường kính d ống nạp t2 ngắn thời gian chuẩn t0 Trong trường hợp sóng siêu âm gặp dòng xoáy ngược chiều kim đồng hồ, thời gian để nhận sóng nhận tín hiệu từ phát t1 lớn thời gian chuẩn t0 Như vậy, không khí vào xylanh, dòng xoáy thuận nghịch chiều kim đồng hồ liên tục qua phát nhận nên thời gian đo thay đổi Cứ lần thời gian sóng truyền thay đổi từ t2 đến t0, chuyển đổi phát xung vuông Khi gió vào nhiều, thay đổi thời gian nhiều điều chỉnh phát xung phát xung vuông với tần số lớn Ngược lại, gió vào ít, ECU nhận xung vuông có mật độ thưa Như thể tích gió vào đường ống nạp tỉ lệ thuận với tần số phát xung điều chỉnh Mạch điện C Cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt ( LH - Jetronic ) Nguyên lý đo gió kiểu dây nhiệt dựa phụ thuộc lượng nhiệt W thoát từ linh kiện nung nóng điện ( phần tử nhiệt ) như: dây nhiệt, điện trở nhiệt màng nhiệt (thermistor) đặt dòng khí nạp vào khối lượng gió G qua tính theo công thức sau W=K.t.Gn K: số tỷ lệ t: chênh lệch nhiệt độ phần tử nhiệt dòng khí N: hệ số phụ thuộc vào đặc tính trao đổi nhiệt phần tử nhiệt môi trường Điện trở nhiệt RH (Được nung nóng) điện trở bù nhiệt RK (Làm pratin) mắc vào hai nhánh cầu Wheatstone Cả hai điện trở đặt đường ống nạp Khi nối ngõ vào khuếch đại thuật toán 1( OP AMP ) với đường chéo cầu OP AMP dược giữ cho cầu cân ( có nghĩa VA- VB = ) cách điều khiển transitor T1 T2, làm thay đổi cường độ dòng điện chảy qua cầu Như vậy, có thay đổi lượng không khí qua giá trị điện trở đo RH thay đổi làm cho cầu cân bằng, OP AMP điều chỉnh dòng qua cầu giữ cho giá trị RH không đổi cầu cân với vận tốc vào dòng khí tín hiệu điện áp ®­ỵc ®o tõ R2 cã hƯ sè nhiƯt ®iƯn trë nhỏ, tỷ lệ thuận với dòng điện ®i qua nã TÝn hiƯu nµy sau ®i qua cầu phân gồm R3 R4 đưa đến càu OP MAP2 chức chuyển phát Điện trở R4 dùng để điều chỉnh điện áp ngõ Mạch điện Việc xác lập khoảng chênh lệch nhiệt độ t phần tử nhiệt RH nhiệt độ dòng khí điều chỉnh RP Hình 5.19 Sự phụ thuộc hiệu điên áp ngõ vào khối lượng khí nạp mức chênh lệch nhiệt độ khác Nếu t lớn nhiệt độ khí nạp tăng Khi nhiệt độ khí nạp thay đổi dẫn tới thay đổi t Vì vậy, vấn đề cân nhiệt thực RK mắc nhánh khác cầu Wheatstone Thông thường mạch tỷ lệ RH:RK=1:10 Trong trình làm việc, mạch điện tử giữ cho chênh lệch nhiệt độ t dây nhiệt dòng không khí vào khoảng 1500 C Để làm điện trở nhiệt ( bị bẩn bán bụi , dầu ), số ECU dùng cho động có phân khối lớn, số xy lanh Z có mạch nung dây nhiệt vòng dây, đưa nhiệt độ từ 1500 c tới 10000C sau tắt công tắc máy, trường hợp động đà chạy 1500 vòng/ phút, tốc độ xe lên đến 20km/h nhiệ độ nước 1500C ( động NISAN) Trên cảm biến hÃng HITACHI, cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt thường đặt mạch gió rẽ, song song với đường gió Nhờ mà cảm biến hoạt động bị phụ thuộc vào rung động dòng khí Trên động TCCS Tyota sử dụng cảm biến kiểu dây nhiệt cấu tạo nguyên lý hoạt động cđa nã nh­ sau CÊu t¹o CÊu t¹o cđa nã đơn giản,nó đặt vào đường không khí, làm cho phần không khí nạp chạy qua khu vực phát Như hình minh họa dây nóng nhiệt điện trở sử dụng cảm biến Cấu tạo gồm điện trờ bù nhiệt ( dây sấy ) điện trở nhiệt hình vẽ Hình 5.39 Mạch điện cảm bién vị trí bướm ga loại âm chờ Hình 5.40: Dạng xung cảm bién vị trí bướm ga loại âm chờ Cảm biến vị trí bướm ga loại biến trở Hình 5.41: Cảm biến cánh bướm ga loại biến trở Loại cấu tạo gồm hai trượt, đầu trượt thiết điểm cho tín hiệu cầm chừng tín hiệu góc mở cánh bướm ga Mạch điện Hình 5.42: Mạch điện Cảm biến cánh bướm ga loại biến trở Một điện áp không đổi 5V từ ECU cung cấp đến cực VC Khi cánh bướm ga mở, trượt dọc theo điện trở tạo điện áp ăng dần cực VTA tưng øng víi gãc më c¸nh b­ím ga Khi c¸nh b­ím ga đóng hoàn toàn, tiếp điểm cầm chừng nối cực IDL với cực E2 Trên đa số xe, trừ Tyota , cảm biến bướm ga loại biến trở có dây VC, VTA, E2 mà dây IDL Một số cảm biến vị trí cánh bướm ga có thêm giắc cắm phụ Trên xe có trang bị hộp số tự động, sang số cảm biến cánh bướm ga đồng thời bật sang vị trí L1, L2, L3 tương ứng với vị trị tay số Tín hiệu dược gửi ECU để điều chỉnh lượng xăng phun phù hợp với chế độ tải Hình 5.43 Cảm biến cánh bướm ga có thêm vị trí tay số Đối với động có thêm công tắc ACC1 AC2 động tăng tốc chế độ khác nhau, tín hiệu từ hai công tắc gửi ECU điều khiển tăng lượng xăng phun đáp ứng trình tăng tốc động Hình 5.44: Cảm biến công tắc ACC1 ACC2 Một số cảm biến có thêm công tắc cháy nghèo Hình 5.45 Cảm biến bướm ga có thêm công tắc cháy nghèo (LSW) 5.3.4 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát cảm biến nhiệt độ khí nạp a Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ( coolant water têmprature sensor ) Cảm biến nhận biết nhiệt độ nước làm mát nhiệt điện trở bên Nhiên liệu bay nhiệt độ thấp, cần có hỗn hợp đậm Vì lý này, nhiệt độ nước làm mát thấp, điện trở nhiệt điện trở tăng lên & tín hiệu điện áp THW cao đưa tới ECU Cấu tạo Thường trụ rỗng có ren ngoài, bên có gắn một điện trở dạng bán dẫn có hệ số nhiệt điện trở âm Hình 5.46 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cảm biến gắn thân máy gần cét nước làm mát số trường hợp cảm biến gắn nắp máy Nguyên lý hoạt động Điện trở nhiệt phần tử cảm nhận thay đổi điện trở theo nhiệt độ Nó làm vật liệu bán dẫn nên có hệ số nhiệt điện trở âm Khi nhiệt độ tăng điện trở giảm ngược lại Các laọi cảm biến nhiệt độ hoạt động nguyên lý mức hoạt động thay đổi điện trở theo nhiệt độ có khác thay đổi giá trị điện áp gửi đến ECU động tảng cầu phân áp Hình 5.47: Mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát Điện áp 5V qua điện trở chuẩn ( Điện trở chuẩn có giá trị không đổi theo nhiệt độ ) tíi c¶m biÕn råi trë vỊ ECU vỊ mass Nh­ điện trở chuẩn nhiệt điện trở cảm biến tạo thành cầu phân áp Điện áp điểm cầu đưa đến chuyển đổi tín hiệu tưng tự- số Khi nhiệt độ động thấp, giá trị điện trở cảm biến cao điện áp gửi tới chuyển đổi ADC lớn Tín hiệu điện áp chuyển đổi thành dÃy xung vuông giải mà nhờ vi sử lý để thông báo cho ECU động biết dộng lạnh Khi động nóng, giá trị điện trở cảm biến giảm kéo theo điện áp giảm, báo cho ECU biết động nóng Mạch điện Hình 5.58: Mạch điện nước làm mát Đường đặc tuyến Hình 5.59: Cấu tạo đường đặc tuyến cảm biến nhiệt độ khí nạp b Cảm biến nhiệt độ khí nạp (intake air temperature hay manifold air temperature sensor) C¶m biÕn nhiƯt độ khí nạp dùng để xác định nhiệt độ khí nạp Cũng giống cảm biến nhiệt độ nước, gồm có điện trở gắn đo gió đường ống nạp Tỉ trọng không khí thay đổi theo nhiệt độ Nếu nhiệt độ không khí cao, hàm lượng oxy không khí thấp Khi nhiệt độ không khí thấp, hàm lượng oxy không khí tăng Trong hệ thống điều khiển phun xăng ( trừ loại LH- jectronic với cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt ) lưu lượng không khí đo đo gió khác chủ yếu tính thể tích Vì vậy, khối lượng không khí phụ thuộc vào nhiệt độ khí nạp Đối với hệ thống phun xăng nêu ( đo lưu lượng thể tích ), ECU xem nhiệt độ 200C mức chuẩn, nhiệt độ khí nạp lớn 200C ECU điều khiển tăng lượng phun Với phương pháp này, tỷ lệ hỗn hợp đảm bảo theo nhiệt độ môi truờng Cấu tạo Hình 5.60 Cấu tạo cảm biến nhiệt độ Mạch điện Hình 5.61 Mạch điện cảm biến nhiệt độ 5.3.5 C¶m biÕn khÝ th¶i (exhaust gas sensor) hay c¶m biÕn oxy(oxygen sensor) Để chống ô nhiễm , xe trng bị oxy hoá khử Bộ hoạt động với hiệu suất cao tỷ lệ hoà khí lý tưởng tức =1 Cảm biến oxy dùng để xác định thành phần hoà khí tứ thời động hoạt động Nó phát tín hiệu điện áp gửi ECU để điều chỉnh tỷ lệ hoà khí thích hợp điều kiện làm việc định ( chế độ điều khiển kín ) Cảm biến oxy gắn đường ống thải Có hai loại cảm biến oxy khác chđ u ë vËt liƯu chÕ t¹o: - ChÕ t¹o tõ dioxide zirconium ( Zro2) - ChÕ t¹o tõ dioxide titanium ( TIO2 ) A C¶m biÕn oxy víi thành phần zirconium a Cấu tạo Bộ phận tiếp xúc Gốm ( ZrO2 ) Đầu tín hiệu Vỏ Điện cực âm Gốm bảo vệ ống bảo vệ Lò xo đĩa Thân 10 Điện cực dương Hình 5.62: Cấu tạo cảm biến oxy với thành phần zirconium Thân cảm biến giữ chân có ren, bao ống bảo vệ nối với đầu dây điện Bề mặt chất Zro2 phủ lớp pratin mỏng mặt lẫn mặt Ngoài lớp pratin lµ mét líp gèm ZrO2 rÊt xèp vµ kÕt dÝnh, có nhiệm vụ bảo vệ lớp pratin không bị hang va chạm phần tử rắn có khí thải Một ống kim loại bảo vệ cảm biến đầu mối điện uốn kép liền với vỏ ống có lỗ để bù trừ áp suất cảm biến để đỡ lò xo đĩa Để giữ cho muội than không đóng vào lớp gốm ZrO2, đầu tiếp xúc khí thải cảm biến có ống đặc biệt có cấu tạo dạng rÃnh để kgí thải phần tử khí cháy vào giữ không tiếp xúc trực tiếp với thân gốm ZrO2 Đặc điểm pin oxy với ZrO2 nhiệt độ làm việc phải 3000C Do để giảm thời gian chờ, người ta dùng loại cảm biến có điện trở tự nung bên Điện trở dây nung lắp cảm biến, cung cấp điện từ ac quy qua công tắc máy điều khiển ECU b Nguyên lý hoạt động Phần tử ZrO2: Điện cực Platin: Đường ống xả Vỏ cảm biến 3,4 Các cực tín hiệu Thực chất, cảm biến oxy loại pin điện có sức điện động phụ thuộc vào nồng độ õy khí thải với ZrO2 chất điện phân Mặt ZrO2 tiếp xúc với không khí, mặt tiếp xúc với oxy khí thải owr mặt ZrO2 phủ lớp điện cực pratin để dẫn ®iƯn Líp pra tin nµy rÊt máng vµ xèp ®Ĩ oxy dễ khuếch tán vào Khi khí thải chứa lượng oxy hỗn hợp dàu nhiên liệu số ion oxy tËp trung ë ®iƯn cùc tiÕp xóc víi khí thải điện cực tiếp xúc với không khí Sự chênh lệch số ion tạo tín hiệu điện áp khoảng 600- 900 mV Ngược lại, độ chênh lệch số ion hai điện cực nhỏ trường hợp nghèo xăng, pin oxy phát tín hiệu điện áp thấp khoảng 100-400mV Sức điện động mà cảm biến õy sinh tính theo c«ng thøc Nerst E= R.T  PO kt  ln   ZF  PO2 kk  Trong ®ã R: h»ng sè T: nhiÖt ®é ®iÖn cùc pratin F: số FRADAY Z: điện tích Zr = PO2kt : ¸p st cơc bé cđa oxy khí thải PO2kk: áp suất cục oxy khí thải c Mạch điện Hình5.63: Mạch điện đương đặc tuyến cảm biến oxy loại oxy loại zirconium B cảm biến oxy với thành phần titanium a cấu tạo Cảm biến có cấu tạo tương tự loại thành phần nhận biết oxy khí thải làm từ titanium dioxide ( TiO2 ) Đặc tính chất thay đổi điện trở theo nồng độ oxy khí thải b Nguyên lý hoạt động Khi khí thải chứa lượng oxy hỗn hợp dàu nhiên liệu, phản ứng tách oxy khỏi TiO2 dễ xảy Do điện trở TiO2 có giá trị thấp làm dòng qua điện trở tăng lên Nhờ điện áp đặt vào cổng so OP AMP qua cầu phân áp đặt giá trị 600 900mV Khi khí thải chứa luợng oxy nhiều hỗn hợp nghèo, phản ứng tắch oxy khỏi TiO2 khó xảy Do điện trở TiO2 có giá trị cao làm dòng qua điện trở giảm, điện áp cổng giảm xuống khoảng 100 – 400mV §iƯn trë st cđa chÊt TiO2: n o2 Ρ = A P e Eo K T Trong đó: A: số P: áp suất cục õy khí thải Eo : lượng kÝch thÝch K: h»ng sè T: nhiƯt ®é cđa chÊt TiO2 c Mạch điện Hình 5.64: Mạch điện cảm biến oxy loại titania 5.3.6 Cảm biến tốc độ xe (vehicle speed sensor) Cảm biến tốc độ xe nhận biết tốc độ thực tế mà xe chạy Nó phát mét tÝn hiƯu SPD, chđ u dïng ®Ĩ ®iỊu khiển hệ thống ISC điều khiển tỷ lệ hỗn hợp không khí-nhiên liệu trình giảm tốc tăng tốc Có loại cảm biến tốc độ: - Loại công tắc lưỡi gà - Loại cảm biến quang học - Loại điện từ - Loại MRE (phần tử điện trở từ) Loại công tắc lưỡi gà Cảm biến mắc bảng đồng hồ loại kim Nó bao gồm nam châm quay cáp đồng hồ tốc độ, chuyển động quay làm cho công tắc đóng mở Công tắc lưỡi gà đóng mở lần cáp quay vòng Nam châm phân cực hình vẽ sau Lực từ trường vùng chuyển tiếp cực N S nam châm đóng mở tiếp điểm công tắc lưỡi gà nam châm quay Các tín hiệu đóng mở công tắc đưa trực tiếp đến ECU động mà không qua chuyển đổi xung nhờ tín hiệu sang vuông Tại ECU điều khiển tỷ lệ hòa khí phù hợp tăng tốc giảm tốc Hình 5.65 Cảm biến tốc độ xe loại công tắc lưỡi gà Mạch điện Hình 5.66: Sơ đồ mạch cảm biến tốc độ xe Loại cảm biến quang học Cảm biến lắp bảng đồng hồ Nó bao gồm cảm biến quang học làm từ đèn LED, chiếu vào transistor quang học Một bánh xe có xẻ rÃnh đặt đèn LED transistor quang học dẫn động cáp đồng hồ tốc độ Các rÃnh bánh xe tạo xung ánh sáng bánh xe quay, ánh sáng đèn LED sỉnha chia thành 20 xung vòng quay cáp 20 xung chuyển thành xung nhờ đếm số, sau gửi đến ECU Hình 5.67 Cảm biến quang học Loại điện từ Cảm biến lắp hộp số nhận biết tốc độ quay hộp truc thứ cấp hộp số Cảm biến bao gồm nam châm vĩnh cửu, cuộn dây lõi Một rôto có lắp trục thứ cấp hộp số Hình 5.68 Cảm biến tốc ®é xe lo¹i ®iƯn tõ Ho¹t ®éng Khi trơc thø cấp hộp số quay, khoảng cách lõi cuộn dây tăng hay giảm Số lượng đường sức từ qua lõi tăng hay giảm tương ứng tạo điện áp xoay chiều AC cuộn dây Do tần số điện áp xoay chiều tỷ lệ với tốc độ quay rôto, cã thĨ ®Ĩ ding ®Ĩ nhËn biÕt tèc ®é xe Loại MRE (Loại phần tử điện từ) Cảm biến lắp hộp số hay hộp số phụ dẫn động bánh trục thứ cấp Hình 5.69 Cấu tạo cảm biến tốc độ loại MRE Loại cảm biến bao gồm HIC (Mạch tích hợp) với MRE vành từ Hoạt động: Hình 5.70 Mạch điện cảm biến tốc độ loại MRE Giá trị điện trở RME thay đổi phụ thuộc vào hướng đường sức từ tác dụng lên Do vậy, hướng đường sức từ thay đổi theo chuyển động quay nam châm lắp vành từ dẫn đến kết điện ¸p cđa MRE cã d¹ng sãng xoay chiỊu nh­ hình vẽ Bộ so sánh cảm biến tốc độ xe chuyển hoá sang xoay chiều thành tín hiệu số, tín hiệu sau biến đổi transistor trước đưa đến bảng đồng hồ Tần số sóng phụ thuộc vào số lượng cực vành từ Có hai loại vành từ (tuỳ theo xe) Một loại có 20 cực từ loại cã cùc tõ Lo¹i 20 cùc t¹o 20 xung dạng sóng vòng quay vành từ, loại cực tạo xung Hình 5.71 Mạch từ dạng xung Loại MRE Trong loại 20 cực, tần số tín hiệu số chuyển từ 24 xung vòng quay vành từ thành xung mạch chuyển đổi xung bảng đồng hồ, sau gửi tín hiệu đến ECU động Trong loại cực, có hai loại khác nhau: loại tín hiệu từ cảm biến tốc độ truyền qua bảng đồng hồ trước đến ECU; loại kia, tín hiệu trực tiếp đến ECU động mà không qua bảng đồng hồ Mạch đầu cảm biến tốc độ xe khác tuỳ theo loại xe Kết tín hiệu phát khác tuỳ tho kiểu xe: loại phát điện áp loại có điện trở thay đổi Loại cảm biến tốc độ MRE Toyota sử dụng bảng sau Loại tín hiệu Loại vành từ 20 cực (20 xung/vòng) cực (4 xung/vòng) Loại điện trở thay đổi (0) Loại điện ¸p (0V5- 12 V) Ghi chó Bé so s¸nh Mạch so sánh lựa chọn hai điện áp vào làm điện áp đối chiếu sau so sánh với điện áp đầu vào ia để nhận biết giá trị nhỏ hay lớn Trong ví dụ mạch điện sau, điện áp dầu vào B ding làm điện áp đối chiếu, mối liên hệ đầu vào đầu sau: +B A>B A